2010.3.6 2010.5.26 2010.6.26 R.3

POWER-IV(ハイパワーIV 変換差動合成基板）
製作マニュアル
本基板をつかって生じた感電、火災等の一切のトラブルについては、当方は責任を負いませんのでご了承ください。また基板、回路図、マニュアル等の著作権は放棄していませんので、その一部あるいは全体を無断で第３者に対して使用することはできません。
本マニュアルに記載の内容は製作上級者の方には不要なものが多く含まれますが、製作の前に必ずお読みいただきますようお願いします。

図

完成例

１．はじめに
この基板は PCM1794 などの差動型電流出力 DAC に接続するＩＶ変換ならびに差動合成器を搭載したものです。電流出力に余裕のある回路構成のため、多パラの PCM1794 出力も受けることが可能です。用いた回路は高速オペアンプである LH0032 の等価回路を参考にしたものであり高性能化が望めます。
部品点数は多いですが、回路定数や使用素子を色々と試してみて、オリジナルな音を指向するのが面白い基板でしょう。基本的な知識があれば、各種のバリエーションが持たせられると思います。

２．基本仕様(1)機能： IV 変換および差動合成回路（フィルター付き）(2)チャンネル数 ： １（ステレオ構成には２枚必要）(3)電源電圧： 正負１５Ｖ（回路定数による）(4)基板サイズ： ８２×１２０ｍｍ （ＦＲ４）３．回路構成(1)基本構成
下図に示す構成になっています。DAC からの電流出力を２つの IV 回路で受けて、その出力を差動合成します。本基板ではこのオペアンプＤＯＰn（ディスクリオペアンプ）に相当する回路が３回路入っていますが、同一回路定数としているため、部品番号は重複したものとなっています（同一基板上に複数（３個）の同じ品番がある）。

図

基本構成

上図でオペアンプとして表されている DOP1～3(Discrete OP-Amp)は次の回路となっています。同じ回路なので部品番号も共通化させています。

図ディスクリアンプの回路図

４．端子機能
端子機能は下表の通りです。

No
P1P2P3P4P5P6P7P9P10機能
IN1
GND
IN2VGND
V+OUT
RYRY+

表 端子機能説明
電流入力 1GND
電流入力 2負電源(-15V)
GND
正電源(-15V)
出力
リレー電源(-)
リレー電源(+)

DAC-IC と接続

電源接続

オーディオ出力
MUTE 用リレー回路

５．部品表例
表品名番号規格抵抗R1,2R3R4
R5R6R7R8R9,10
R11-16
R17R18R-IV1,2VR1
VR2C1C2C3,4C5C6,7IC1
Q1,2Q3-7
Q8-11
Q12-14
Q15Q16
Q17Q18D1
RY1

金属被膜 1/4W
金属被膜 1/4W
金属被膜 1/4W
金属被膜 1/4W
金属被膜 1/4W
金属被膜 1/4W
金属被膜 1/4W
金属被膜 1/4W
金属被膜 1/4W
金属被膜 1/4W
金属被膜 1/4W
金属被膜 1/4W
１回転サーメット
１回転サーメット
フィルム
フィルム
フィルム
フィルム
電解コンデンサ
シングル OP
小電力 FET
小電力 NPN
小電力 PNP
小電力 NPN
小電力 NPN
小電力 PNP
電力 NPN(*1)
電力 PNP(*1)
小信号用で可
小型リレー

部品表
仕様

個数(全個数）
2(6)
1(3)
1(3)
1(3)
1(3)
1(3)
1(3)
2(6)
6
1
1
2
1(3)
1(3)
1(3)
1
2
1
2
1
2(6)
5(15)
4(12)
3(9)
1(3)
1(3)
1(3)
1(3)
1
1

470Ω
100Ω
30kΩ
100Ω
820Ω
2.4kΩ
750Ω
5.1Ω
360Ω
100Ω
200kΩ
360Ω
半固定10kΩ
200Ω
コンデンサ
100pF
6800pF
2200pF
1uF
100uF/25V
IC
OPA134 など
ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀ
2SK246 など
2SC1815
2SA1015
2SC1815
2SC1815
2SA1015
TIP31C など
TIP32C など
ダイオード
IS1588 相当
リレー
Y14H-1C-12DS(*1)TO-220 タイプの電力用トランジスタを使用。汎用品が利用可能。

備考

差動合成回路
出力保護
サーボ回路(時定数）IV 抵抗オフセット調整用
バイアス電流調整用
位相補償用（発振防止）
フィルタ
フィルタ
サーボ回路(時定数）
FET 入力(サーボ回路用）

TO-220 モールドタイプ
Pc>10W 程度推奨
秋月で購入可６．基板パターン７．設定(1)MUTE 機能
本基板では MUTE リレーを搭載することが可能です。これはリレー出力でオーディオ出力を短絡させることでMUTE 状態をつくりだします。使用するリレーは秋月で販売している 12V の小型リレー「Y14H-1C-12DS」を指定していますが、下記の形状のものであれば利用できるでしょう。

図リレーの寸法と端子配置

MUTE 用のリレーはリレーが ON 時に音声出力が出るように設定しますので、下図のようにＮ側をジャンパーします。Ｒ側をジャンパーするとリレーが OFF 時に MUTE 状態になります。なお N およびＲ側の両方ともジャンパーしない場合は MUTE 機能は働きません。これは、基板の動作チェック時のときに便利でしょう（リレーを実装してしまうと、リレーに電源を入れないと出力が出ない状態になってしまうため）。

通常はＮ側をジャンパー。

通常はＮ側をジャンパーする。
なお、MUTE 用リレーRY1 は必ずしも実装する必要はありません。取り付けない場合はＤ１とともに未実装で結構です。

(2)サーボ機能
本基板ではゼロオフセットを実現するためにサーボ回路を搭載しています。サーボ機能を使うときはJP1 のＳＶ側をジャンパーします。サーボ回路を使わない場合はＮＳ側をジャンパーしてください。ＳＶあるいは NS 側の必ずどちらか一方をジャンパーしてください。

サーボ回路を使用しない場合

サーボ回路を使用する場合

なお、サーボ回路を使用しない場合は IC1,R18,C5 は実装不要です。このときは必ず JP1 は NS 側をジャンパーしてください。

８．接続例
DAC1794-3.5 ディジタル基板との接続例を示します。DAC1794-3.5 ディジタルの詳細等は該当マニュアルを参照ください。
OUTPUT1
DAC1794-3.5 DIGITAL+15V
GND
-15V

OUTPUT2+15V
GND-15V

図

DAC1794-3.5 デジタルとの接続例

９．調整
本基板では調整用の VR がいくつか実装されています。
(1)オフセット調整用
VR1 を使用して各 DOP の出力のゼロ調整を行います。オフセットを調整する場合は DAC 基板を接続しない状態で行ってください（DAC 基板を接続すると電流が流れ込むため DOP1,2 の出力がゼロにならない為）。
なお、DOP3 の出力は DAC 基板を接続した後に最終的にゼロ調整すればいいでしょう。DOP1,2 の出力チ
ェック用に専用のランドを設けていますので、そのポイントを活用するとテスター端子が当てやすいと思います。

回路１（ＤＯＰ１）
オフセット調整用回路１電圧チェックポイント

回路３（ＤＯＰ３）電圧チェックポイント回路３（ＤＯＰ３）
オフセット調整用

回路２（ＤＯＰ２）
オフセット調整用回路２電圧チェックポイント

図. オフセット調整時のＶＲ位置と調整ポイント(2)バイアス電流調整用
VR2 を使用してバイアス電流を調整します。この場合も DAC 基板を接続しない状態で行ってください。
電流値は数ｍＡ程度で十分でしょう。多く流すとトランジスタの発熱が増えますので注意してください。
電流値はエミッタ抵抗値の両端の電圧から換算します。たとえばエミッタ抵抗値が 5.1Ωでその両端の電圧が 51mV ならアイドル電流は 51mV/5.1Ω＝10mA となります。

回路１バイアス
調整時測定点回路１（ＤＯＰ１）
バイアス調整用

回路３バイアス
調整時測定点回路３（ＤＯＰ３）
バイアス調整用

回路２バイアス
調整時測定点回路２（ＤＯＰ２）
バイアス調整用

図. バイアス電流調整時のＶＲ位置と調整ポイント

１０．編集記録
R1. 2010.3.6
R.2 2010.5.26 部品表 Q17,18 抜け追加
R.3 2010.6.26 部品表 R9 抜け追加（以 上）